Respiratory system of insects
ஒரு பூச்சியின் சுவாச அமைப்பு என்பது அதன் உட்புறத்தில் சுவாச வாயுக்களை அறிமுகப்படுத்துகிறது மற்றும் வாயு பரிமாற்றத்தைச் செய்கிறது. சுழல்கள் எனப்படும் தொடர்ச்சியான வெளிப்புறத் திறப்புகளின் மூலம் பூச்சிகளின் சுவாச அமைப்புகளுக்குள் காற்று நுழைகிறது. சில பூச்சிகளில் தசை வால்வுகளாக செயல்படும் இந்த வெளிப்புற திறப்புகள், உள் சுவாச அமைப்புக்கு வழிவகுக்கின்றன, இது மூச்சுக்குழாய் எனப்படும் குழாய்களின் அடர்த்தியான நெட்வொர்க் வரிசை. குறுக்கு மற்றும் நீளமான மூச்சுக்குழாயின் இந்த நெட்வொர்க் அமைப்பு முழுவதும் அழுத்தத்தை சமன் செய்கிறது. உடலின் அனைத்து உயிரணுக்களுக்கும் போதுமான ஆக்ஸிஜனை (O2) வழங்குவதற்கும், செல்லுலார் சுவாசத்தின் கழிவுப்பொருளாக உற்பத்தி செய்யப்படும் கார்பன் டை ஆக்சைடை (CO2) அகற்றுவதற்கும் இது பொறுப்பாகும். பூச்சிகளின் சுவாச அமைப்பு (மற்றும் பல ஆர்த்ரோபாட்கள்) சுற்றோட்ட அமைப்பிலிருந்து தனித்தனியாக உள்ளது. சுழல் பூச்சிகளின் அமைப்பு அவற்றின் எக்ஸோஸ்கெலிட்டன்களில் சுழல்களைக் கொண்டுள்ளது, இது காற்று மூச்சுக்குழாய்க்குள் நுழைய அனுமதிக்கிறது. பூச்சிகளில், மூச்சுக்குழாய்கள் முதன்மையாக ஆக்ஸிஜனை நேரடியாக பூச்சிகளின் திசுக்களுக்குள் வழங்குகின்றன. நீர் இழப்பைக் குறைக்க சுழல்களை திறக்கலாம் மற்றும் திறக்கலாம். சுழற்சியைச் சுற்றியுள்ள நெருக்கமான தசைகள் சுருங்குவதன் மூலம் இது செய்யப்படுகிறது. திறக்க, தசை ஓய்வெடுக்கிறது. நெருக்கமான தசை மத்திய நரம்பு மண்டலத்தால் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது, ஆனால் உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்ட இரசாயன தூண்டுதல்களுக்கும் வினைபுரியும். பல நீர்வாழ் பூச்சிகள் மூச்சுக்குழாயில் நீர் நுழைவதைத் தடுக்க ஒத்த அல்லது மாற்று மூடும் முறைகளைக் கொண்டுள்ளன. சில நேரங்களில் சுருள்கள் முடிகளால் சூழப்பட்டிருக்கலாம், இதனால் திறப்பைச் சுற்றி மொத்த காற்று இயக்கத்தைக் குறைக்கலாம், இதனால் நீர் இழப்பைக் குறைக்கலாம். சுழல்கள் பெரும்பாலான பூச்சிகளின் மார்பகம் மற்றும் அடிவயிற்றில் பக்கவாட்டில் அமைந்துள்ளன-பொதுவாக ஒரு உடல் பிரிவுக்கு ஒரு ஜோடி சுழல்கள். காற்று ஓட்டம் சிறிய தசைகளால் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது, அவை ஒவ்வொரு சுழற்சியிலும் ஒன்று அல்லது இரண்டு மடிப்பு போன்ற வால்வுகளை இயக்குகின்றன-சுழற்சியை மூடுவதற்கு சுருங்குகின்றன, அல்லது அதைத் திறக்க ஓய்வெடுக்கின்றன. மூச்சுக்குழாயின் அமைப்பு ஒரு சுழல் வழியாகச் சென்ற பிறகு, காற்று ஒரு நீளமான மூச்சுக்குழாய் தண்டுக்குள் நுழைகிறது, இறுதியில் மூச்சுக்குழாய் குழாய்களின் ஒரு சிக்கலான, கிளை நெட்வொர்க் முழுவதும் பரவுகிறது, அவை சிறிய மற்றும் சிறிய விட்டங்களாகப் பிரிந்து உடலின் ஒவ்வொரு பகுதியையும் அடைகின்றன. ஒவ்வொரு மூச்சுக்குழல் கிளையின் முடிவிலும், ஒரு சிறப்பு செல் வளிமண்டல காற்று மற்றும் ஒரு உயிரணு இடையே வாயுக்களின் பரிமாற்றத்திற்கு ஒரு மெல்லிய, ஈரமான இடைமுகத்தை வழங்குகிறது. மூச்சுக்குழாயில் உள்ள ஆக்ஸிஜன் முதலில் மூச்சுக்குழாயின் திரவத்தில் கரைந்து பின்னர் செல் சவ்வு முழுவதும் அருகிலுள்ள உயிரணுவின் சைட்டோபிளாஸத்தில் பரவுகிறது. அதே நேரத்தில், செல்லுலார் சுவாசத்தின் கழிவுப்பொருளாக உற்பத்தி செய்யப்படும் கார்பன் டை ஆக்சைடு, உயிரணுவிலிருந்து வெளியேறியது, இறுதியில், மூச்சுக்குழாய் அமைப்பு மூலம் உடலுக்கு வெளியே பரவுகிறது. ஒவ்வொரு மூச்சுக்குழாயும் கரு வளர்ச்சியின் போது எக்டோடெர்மின் ஊடுருவலாக உருவாகிறது. அழுத்தத்தின் கீழ் அதன் சரிவைத் தடுக்க, தோலின் ஒரு மெல்லிய, வலுவூட்டும் "கம்பி" (டெய்னிடியா) சவ்வுப் சுவர் வழியாக சுழல்கிறது. இந்த வடிவமைப்பு (ஒரு ஆட்டோமொபைல் மீது ஒரு ஹீட்டர் குழாய் அல்லது ஒரு துணி உலர்த்தியில் ஒரு வெளியேற்ற குழாய் போன்ற கட்டமைப்பில்) மூச்சுக்குழாய் குழாய்களுக்கு காற்றின் ஓட்டத்தை கட்டுப்படுத்தக்கூடிய கின்க்ஸை உருவாக்காமல் வளைந்து நீட்டும் திறனை வழங்குகிறது. மூச்சுக்குழாய் அமைப்பின் சில பகுதிகளில் டெய்னிடியா இல்லாதது சுருங்கக்கூடிய காற்று பைகள், பலூன் போன்ற கட்டமைப்புகளை உருவாக்க அனுமதிக்கிறது, அவை காற்றின் இருப்பை சேமிக்கக்கூடும். வறண்ட நிலப்பரப்பு சூழல்களில், இந்த தற்காலிக காற்று வழங்கல் ஒரு பூச்சியை அதிக ஆவியாதல் அழுத்தத்தின் காலங்களில் அதன் சுழல்களை மூடுவதன் மூலம் தண்ணீரை சேமிக்க அனுமதிக்கிறது. நீர்வாழ் பூச்சிகள் தண்ணீருக்கு அடியில் இருக்கும்போது சேமிக்கப்பட்ட காற்றை உட்கொள்கின்றன அல்லது மிதப்பை கட்டுப்படுத்த அதைப் பயன்படுத்துகின்றன. ஒரு மோல்ட்டின் போது, பூச்சி பழைய எக்ஸோஸ்கெலிட்டனில் இருந்து விடுபட்டு புதிய ஒன்றை விரிவுபடுத்துவதால் காற்று பைகள் நிரப்பப்பட்டு பெரிதாகின்றன. மோல்ட்களுக்கு இடையில், காற்று பைகள் புதிய வளர்ச்சிக்கு இடமளிக்கிறது-அவை உள் உறுப்புகளின் விரிவாக்கத்தால் சுருக்கப்படுவதால் அவை அளவில் சுருங்குகின்றன. சிறிய பூச்சிகள் மூச்சுக்குழாய் அமைப்பிற்குள் வாயுக்களின் இயக்கத்திற்கு செயலற்ற பரவல் மற்றும் உடல் செயல்பாடுகளை கிட்டத்தட்ட பிரத்தியேகமாக நம்பியுள்ளன. இருப்பினும், பெரிய பூச்சிகளுக்கு சுவாச மண்டலத்தின் சுறுசுறுப்பான காற்றோட்டம் தேவைப்படலாம் (குறிப்பாக சுறுசுறுப்பாக அல்லது வெப்ப அழுத்தத்தின் கீழ் இருக்கும்போது). அவை சில சுழல்களைத் திறந்து மற்றவற்றை மூடுவதன் மூலம் இதைச் செய்கின்றன, அதே நேரத்தில் வயிற்று தசைகளைப் பயன்படுத்தி மாறி மாறி விரிவடைந்து உடல் அளவைக் குறைக்கின்றன. இந்த துடிக்கும் இயக்கங்கள் உடலின் ஒரு முனையிலிருந்து மறுமுனைக்கு நீளமான மூச்சுக்குழாய் டிரங்குகள் வழியாக காற்றை வெளியேற்றுகின்றன என்றாலும், சிறிய மூச்சுக்குழாய் குழாய்களின் நெட்வொர்க் மூலம் தனிப்பட்ட உயிரணுக்களுக்கு ஆக்ஸிஜனை விநியோகிப்பதற்கு பரவல் இன்னும் முக்கியமானது. உண்மையில், வாயு பரவுதல் விகிதம் பூச்சிகளின் அளவைக் கட்டுப்படுத்தும் முக்கிய கட்டுப்படுத்தும் காரணிகளில் ஒன்றாக (எக்ஸோஸ்கெலிட்டனின் எடையுடன்) கருதப்படுகிறது. எவ்வாறாயினும், பூமியின் பண்டைய வரலாற்றில், கார்பனிஃபெரஸ் போன்ற காலகட்டங்களில், மிக அதிக ஆக்ஸிஜன் அளவுகள் (35 சதவீதம் வரை) இருந்தன, இது மெகன்யுரா போன்ற பெரிய பூச்சிகளையும், அராக்னிட்களையும் உருவாக்க அனுமதித்தது. கோட்பாட்டு மாதிரிகள் பூச்சிகள் ஒரு காலத்தில் மூச்சுக்குழாய் அமைப்பில் வாயுக்களை எளிமையாகப் பரப்புவதன் மூலம் தொடர்ந்து சுற்றுச்சூழலுடன் வாயுக்களைப் பரிமாறிக்கொள்வதாக நம்பப்பட்டது. மிக சமீபத்தில், பூச்சி காற்றோட்ட வடிவங்களில் பெரிய மாறுபாடுகள் ஆவணப்படுத்தப்பட்டுள்ளன, இது பூச்சி சுவாசம் மிகவும் மாறுபடும் என்பதைக் குறிக்கிறது. சில சிறிய பூச்சிகள் தொடர்ச்சியான சுவாசத்தை வெளிப்படுத்துகின்றன, மேலும் சுழல்களின் தசைக் கட்டுப்பாடு இல்லாமல் இருக்கலாம். இருப்பினும், மற்றவர்கள், சுழற்சி வாயு பரிமாற்ற வடிவங்களை உருவாக்குவதற்கும் வளிமண்டலத்தில் நீர் இழப்பைக் குறைப்பதற்கும் ஒருங்கிணைந்த சுழல் சுருக்கம் மற்றும் தளர்வுடன் வயிற்றின் தசைச் சுருக்கத்தைப் பயன்படுத்துகின்றனர். இந்த வடிவங்களின் மிகவும் தீவிரமான வடிவம் தொடர்ச்சியற்ற வாயு பரிமாற்ற சுழற்சிகள் (டி. ஜி. சி) என்று அழைக்கப்படுகிறது. சமீபத்திய மாடலிங் சுழற்சி வாயு பரிமாற்றத்தில் காற்று போக்குவரத்தின் பொறிமுறையை கணக்கீட்டு மற்றும் பகுப்பாய்வு ரீதியாக விவரித்துள்ளது. குறிப்புகள் பூச்சி உடற்கூறியல் முதுகெலும்பற்ற சுவாச அமைப்பு வீடியோ கிளிப்களைக் கொண்ட கட்டுரைகள்